人眼是最重要的感觉器官之一,视觉障碍和眼部疾病会给人们带来痛苦和不便,早发现、早治疗将可以延缓其痛苦,并且有可能根治眼部疾病。最近25年出现的光学相干断层术(Optical Coherence Tomography,OCT)尤其是频域光学相干断层术可以以一种无接触、无损伤、高分辨率、快速的方式对人眼的眼底和眼前段进行二维(或者三维)的方式成像,给医生提供了极大的便利。OCT快速成像带来了大量的数据,因此,医生们希望通过计算机辅助诊断来减少人工的投入并减少对经验的依赖。然而,与OCT成像的快速发展相比,目前国际上尤其国内在OCT图像分析、图像识别上严重滞后。本文针对上述问题,在分析调研国内外大量相关文献的基础上,对视网膜和角膜图像分割做了系统的研究,主要创新点包括:(1)提出了一种定制化的主动轮廓模型针对视网膜和角膜的层状结构特征,该模型首先是在通过一定限制的条件下将二维定位问题转化为一维定位问题,然后将传统主动轮廓模型(Active Contour Model)的三能量项简化至只有图像能量项,降低了算法复杂度。(2)提出了一种用于眼角膜初定位的快速圆霍夫变换方法本文采用基于弦中点相交于圆心原理的霍夫变换来对角膜进行初定位,该方法比常规圆霍夫变换算法复杂度低,可以快速地对角膜各层边界定位。(3)提出了一种用于视网膜各层边界精确分割的卡尔曼滤波方法由于前后帧图像视网膜边界具有相关性,本文采用卡尔曼滤波根据上一帧的边界信息来对当前帧的边界进行初始化,运算复杂度低。(4)提出了一种用于角膜各层边界精确分割的卡尔曼滤波方法为了兼顾病眼和正常眼的形态,本文提出了一种基于平抛运动的卡尔曼模型来对角膜各层边界进行建模,该方法对于正常人眼角膜,带有中央伪影、水平伪影和低信号区的角膜,甚至是病眼角膜(圆锥角膜和LASIK手术后角膜)表现出较好的鲁棒性。结合上述方法,本文提出的视网膜和角膜分割框架对6套数据集进行了测试(分别是2套正常人视网膜数据、1套老年性黄斑变性病人数据、1套正常人角膜数据、1套LASIK手术患者数据和1套圆锥角膜数据),并在其中的1套正常人视网膜数据和1套老年性黄斑变性病人数据上与他人方法作了对比。实验表明,本文方法在不低于现有方法精度的情况下,速度得到了较大的提升,视网膜分割和角膜分割分别比现有方法快37倍和2.37倍。